Cientistas da Escola de Medicina Yong Lu Lin da Universidade Nacional de Singapura identificaram uma proteína que pode ajudar a restaurar a capacidade do cérebro de produzir novas células à medida que envelhece. Suas descobertas, publicadas A ciência avançaimplicam um fator de transcrição chamado fator de transcrição semelhante a Myb de ligação à ciclina D 1 (DMTF1) como um regulador central da atividade das células-tronco neurais no cérebro idoso. Fatores de transcrição são proteínas que controlam como os genes são ativados ou desativados em certas células.
As células-tronco neurais são responsáveis pela criação de novos neurônios, que desempenham um papel importante na aprendizagem e na memória. À medida que as pessoas envelhecem, estas células estaminais perdem gradualmente a capacidade de se renovarem, o que contribui para o declínio cognitivo.
Investigando o DMTF1 no envelhecimento das células cerebrais
A pesquisa foi liderada pelo professor assistente Wong Sek Tong Derrick, com o Dr. Liang Yajing como primeiro autor, do Departamento de Fisiologia da Medicina da NUS e do Programa de Pesquisa Translacional de Longevidade Saudável. A equipe decidiu descobrir as mudanças biológicas que enfraquecem as células-tronco neurais ao longo do tempo, a fim de identificar alvos para futuras terapias destinadas a retardar o envelhecimento neurológico.
Para entender como funciona o DMTF1, os pesquisadores examinaram células-tronco neurais obtidas de humanos e de modelos de laboratório projetados para imitar o envelhecimento prematuro. Eles usaram a ligação do genoma e a análise do transcriptoma para mapear como o DMTF1 afeta a atividade genética. Um foco principal foi como essa proteína interage com as células-tronco afetadas pela disfunção dos telômeros. Telômeros são as extremidades protetoras dos cromossomos que encurtam gradualmente durante cada divisão celular. Esse encurtamento é amplamente reconhecido como um marcador de envelhecimento.
Restaurando a regeneração em células-tronco envelhecidas
A equipe descobriu que os níveis de DMTF1 foram significativamente reduzidos em células-tronco neurais “envelhecidas”. Quando restauram a expressão do DMTF1, as células recuperam a sua capacidade regenerativa. Isto sugere que o DMTF1 pode servir como um alvo terapêutico promissor para restaurar a função das células-tronco no cérebro envelhecido.
Análises posteriores revelaram como o DMTF1 exerce seus efeitos. A proteína regula genes auxiliares (Arid2 e Ss18) que soltam o DNA compactado, permitindo que genes relacionados ao crescimento sejam ativados. Sem esses genes auxiliares, as células-tronco neurais não podem se renovar com eficácia.
“A regeneração prejudicada de células-tronco neurais tem sido associada há muito tempo ao envelhecimento neurológico. A regeneração insuficiente de células-tronco neurais impede a formação de novas células necessárias para apoiar a aprendizagem e a função de memória. Embora estudos tenham mostrado que a regeneração defeituosa de células-tronco neurais pode ser parcialmente restaurada, os mecanismos subjacentes são mal compreendidos”. “Compreender o mecanismo de regeneração das células-tronco neurais fornece uma base sólida para o estudo do declínio cognitivo relacionado à idade”.
Potenciais terapias para retardar o envelhecimento cerebral
Os resultados indicam que estratégias concebidas para aumentar os níveis de DMTF1 ou melhorar a sua actividade poderiam potencialmente reverter ou atrasar o declínio da função das células estaminais neurais associada ao envelhecimento.
Embora as descobertas atuais sejam baseadas em grande parte em experimentos in vitro, os pesquisadores planejam investigar se o aumento do DMTF1 pode aumentar o número de células-tronco neurais e melhorar o aprendizado e a memória em condições naturais de envelhecimento, sem aumentar o risco de encurtamento dos telômeros e tumores cerebrais. A longo prazo, a equipe espera identificar pequenas moléculas capazes de estimular com segurança a atividade do DMTF1 para rejuvenescer as células-tronco neurais envelhecidas.
“Nossas descobertas sugerem que o DMTF1 pode contribuir para a proliferação de células-tronco neurais durante o envelhecimento neurológico”, disse o Dr. Liang. “Embora nosso estudo esteja em sua infância, as descobertas fornecem uma estrutura para a compreensão de como as mudanças moleculares relacionadas ao envelhecimento afetam o comportamento das células-tronco neurais e podem, em última instância, orientar o desenvolvimento de terapêuticas bem-sucedidas”.
